公路桥梁检测技术及应用分析

王一飞

(山西路桥集团试验检测中心有限公司，山西 太原 030006)

1 工程概况

某大桥总长度为402 m，桥跨布置为18 m+20 m×22 m+18 m，上部为预制T形梁，下部为1.2 m×1.4 m双柱墩，底下为两个φ1.2 m钻孔灌注钢筋混凝土桩。桥面净宽为10 m+2×0.25 m，设计荷载为汽车I～20，校核荷载为拖车I～100，地震烈度以7度为标准进行设防。

2 公路桥梁检测内容

检测路桥内容有：量化评估结构性能，检测桥梁缺陷严重度和部位，检测桥梁受损原因，评估某些问题对桥梁性能和结构产生的影响，及时修复和养护。检测是维修和养护桥梁的判断标准，同时也是明确维护方案的依据，由此可看出在养护和维修桥梁中检测的作用。

我国一些桥梁有着多种病害，但目前我国桥梁检测存在检测任务多、检测仪器设备不健全、检测费用高等不足，需要桥梁检测单位引进先进的技术，通过自动化、科学化和智能化的方式评估桥梁数据。一些发达国家的路桥检测技术已经相当成熟，比如美国的NDF技术，主要应用先进的探地雷达和热成像技术。在测试桥梁质量性能时，一般会使用无线传输的全桥检测法，利用非常精确的差分GPS测量桥梁变形，并利用钢传感器检测桥梁超载：还可以检测桥梁的疲劳裂缝。与上述国外常用的桥梁检测技术比较，目前我国桥梁检测存在着不足，需要引进先进技术，才可适应桥梁检测工作需求[1]。

公路桥梁检测内容。

1)公路桥梁受力状况。公路桥梁使用出现问题通常是由于受力不均衡，从而出现安全隐患，公路桥梁在运营中会遇到多种问题，卡车超载会危害到公路桥梁的使用，超载时公路桥梁的部分位置未达到设计荷载应力，此位置结构桥梁遇到强风，桥梁的连接部位会受到影响。在检测公路桥梁的受力情况时，需要先检测公路桥梁的受力点，检测是否受力均匀。

2)全面检测。当桥梁试运营后，已经有了承受载重变化的能力，对于公路桥梁的工程质量也产生了影响。然后全面检测公路桥梁，主要是检测路面是否出现凹凸状况以及公路的路基与四周防护措施是否受损，公路防护是否受到影响。桥梁和公路的施工环境存在着差异，桥梁更复杂。在全面检测桥梁时，需要根据有关规定进行检测，在检测中根据由上至下的顺序检测，从桥梁上方检测至桥梁下方。然后从小的桥梁受力关键点至整体检测结构，由检测结果方可反映出桥梁的运营状况。

3)检测公路桥梁内部隐患。公路桥梁使用常见的安全事故，便是工程施工中存在的内部隐患，此种隐患通常埋藏在公路桥梁内部，不易被察觉。当外界出现变化，会对公路质量提出考验。比如在某新闻报导中指出，一条公路经历暴雨后出现塌陷，主要原因是由于暴雨冲刷路基下方，土层流失致使公路塌陷。

4)检测混凝土质量。在公路桥梁施工建设中，混凝土是常用的材料，在后期运营时混凝土的质量有着重要的作用，直接影响到桥梁的质量和公路的质量。混凝土质量主要受水分、温度、震动操作等影响，在公路桥梁试运营时，混凝土若是有问题出现，则应及时处理，确保混凝土质量安全，从而确保公路桥梁可以安全使用[2]。

3 优化公路桥梁检测技术的应用

3.1 光纤传感器

电子技术发展快，光纤传感器被应用在多个领域中。在桥梁检测中运用光纤传感器，光纤传感器原理图如图1所示，原理是光纤受桥梁振动和形变的影响而产生压缩或拉伸，受力点会有明显变化。光纤可以成为光纤传播介质，在光纤传播中会产生光纤特征数据，比如光波波长、振幅等。光纤信息一般易受外界影响产生变化，外界影响因素有电场、温度、磁场等。技术人员使用光纤中光线信息检测物理量。光纤参数是光损，此参数可以显现光纤轴向变化，同时有着较高的精准度。测试光信号的反射时间，准确定位桥梁变形位置，误差小。

图1 光纤传感技术原理图

3.2 无线电检测

无线电检测主要是检测路桥损伤状况和疲劳状况，其原理是因桥梁受到周期性荷载，在结构中产生裂缝，而裂缝长此以往会不断地扩大和增加裂缝，在扩大时会产生能量，从而出现应力波。检测无线电的手段可以定位应力波，此技术被广泛地应用。无线电技术较为成熟，使用无线电检测能够检测到桥上内部裂纹的位置，从而推测病害的发展趋势。客观地判断桥梁状况和使用寿命，和无线电检测方法相似的技术有声发射检测，此种技术原理是产生的声波顺着被检测的内部传播，如果是测到纵波速度，则纵波的传感单元时差数据可以评估出被测物的缺陷位置点。

3.3 雷达试验

雷达监测技术是高频电磁波接收和发射的技术，原理是通过高频电磁脉冲波，使用发射天线转为脉冲形式传入地下，按照雷达检测技术在检测实验时，使用最终结果来评估公路桥梁的状况，从而保证工程质量。分析实际功率检测注意的内容，检测介质常数会影响到检测结果的准确度，若是检测介质中的含水量出现差异，则介质常数也会不同，同一公路桥梁在雨天和晴天检测的数据也会不同，误差高达20%，因此，在检测时需要选择温度适宜，无风雨的环境。检测是通过雷达电磁波反馈出来的，因此，要按照路面厚度选定雷达发射天线[3]。

3.4 超声波检测

超声波检测指的是匀速传播超声波，同时在金属表面对反射特性进行管道探伤检测。检测器数据处理单元通过计算探头接收的反射波时间差和超声波传播速度相乘，获得管道实际壁厚数据值。超声波检测技术通常应用在公路桥梁检测中，可以检测出公路桥梁内部的结构。此项技术若是应用在金属和塑料的空洞中，则可计量出空洞深度、强度和厚度，这些数据能为工作人员提供灌浆技术和修补技术指导。超声波检测能够判断混凝土强度，推断混凝土质量。超声波检测技术能找到断裂点位置，判断公路内部结构变化。

3.5 感应技术

在公路与桥梁施工建设中安装感应芯片，感应芯片和工程施工质量无关联，当工程完工后，可使用计算机观察感应芯片，判断工程运营质量。通过感应芯片可观察到钢结构导电性、混凝土质量等变化，从而有效预防事故发生。感应技术费用低，检测效果好，被广泛使用在公路桥梁施工建设中。

3.6 新型检测技术

科学技术发展快，钢材疲劳会让桥梁工程质量受损，目前所研发出的光学传感器应用在钢制桥梁中，可在后期检测到桥梁质量变化，从而实时监控钢材疲劳性。若是钢材料疲劳性不符合设计标准，则电脑会自动报警，人们需要按照提醒做好修复和防护工作。

掌握公路桥梁检测技术的应用，不断总结研发技术和经验，学习国外先进经验，推动公路桥梁检测技术朝着更好的方向迈进[4]。

4 结束语

综上所述，我国经济快速发展，出现了多种不可控因素影响着公路桥梁施工，甚至阻碍着人们出行。控制公路检测质量是公路桥梁施工重要的内容，同时也是我国工作的重心，应和先进的检测技术结合推广使用，方可在公路建设中发挥检测的作用，提高交通运行的稳定性。

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